JP2016519482A - 仮想サンプルレートを増大させた音声フィルタリング - Google Patents
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Abstract
Description
近傍サンプル点を含む所定のサンプルレートの音声フィルタを用意するステップと、
所定のサンプルレートであって、その近傍サンプル点の近傍間に介在サンプル点を含む所定のサンプルレートで別の音声フィルタを用意するステップと、
音声フィルタを他方の音声フィルタに適用して複合音声フィルタを用意するステップであって、フィルタが、他方の音声フィルタに対応させて調整されたサンプルレートで適用されるステップと、
複合音声フィルタを用いて音声信号をフィルタリングするステップと、
を含み得る。
所定のサンプルレートの近傍サンプル点間に増大させたサンプルレートの中間サンプル点を定めるステップと、
(i)近傍音声信号を各近傍サンプル点に指定するステップと、(ii)各指定された近傍サンプルを近傍サンプル点と中間サンプル点との間でタイムドメインでシフトするステップと、(iii)中間サンプル点におけるシフトされた近傍サンプルの値を合わせて重み付けを得るステップとを含む、各中間サンプル点に対する重み付けを計算するステップと、
音声信号または関連する音声信号に各中間サンプル点において重み付けを施すステップと、
を含み得ることが好ましい。
所定のサンプルレートの近傍サンプル点間に増大させたサンプルレートの中間サンプル点を定めるステップと、
(i)音声信号に相当し、かつ中間サンプル点と一列に並ぶようにそのタイムドメインでシフトされた波形の仮想音声信号を設けるステップと、(ii)シフトした仮想音声信号をタイムドメインで拡大させるステップと、(iii)近傍サンプル点における拡大させた仮想音声信号の値を合わせて重み付けを得るステップとを含む、各中間サンプル点に対する重み付けを計算するステップと、
各中間サンプル点において音声信号または関連する音声信号に重み付けを施すステップと、
を含むことが好ましい。
フィルタのうちの1つをフィルタのうちの別のフィルタに適用して複合音声フィルタを用意させ、
複合音声フィルタを用いて音声信号をフィルタリングさせる指示であり、
フィルタのうちの前記一方のフィルタは、フィルタのうちの他方のフィルタに対応させて調整されたサンプルレートで適用される。
複数の音声フィルタと、
フィルタのうち1つをフィルタのうちの別のフィルタに適用して複合音声フィルタを用意し、複合音声フィルタを用いて音声信号をフィルタリングするように構成されたプロセッサであって、フィルタのうちの一方のフィルタがフィルタのうちの他方のフィルタに対応させて調整されたサンプルレートで適用されるプロセッサと、
を含み得る。
近傍サンプル点を含む所定のサンプルレートのフィルタを用意するステップと、
所定のサンプルレートであって、その近傍サンプル点の近傍間に介在サンプル点を含む所定のサンプルレートで別のフィルタを用意するステップと、
フィルタを他方のフィルタに適用して複合フィルタを得るステップであって、前記フィルタが他方のフィルタに対応させて調整されたサンプルレートで適用されるステップと、
複合フィルタを用いて音声信号をフィルタリングするステップと、を含み得る。
i)デジタル音声信号がサンプルレートを増大させられるか、またはオーバーサンプリングされるADC12であって、一部の実施形態では重み付けを施すADC12、
ii)デジタル信号プロセッサ14、または、例えばデジタル信号がローパスフィルタまたはバンドパスフィルタによってフィルタリングされ得るEQに関連するデジタルフィルタ、および/または、
iii)フィルタリングされた音声信号が、再生前にサンプルレートが増大させられ得るか、またはアップサンプリングされ得る、記録メモリ16のダウンストリーム、
において適用可能であることが理解されるものである。
ここで、Ipfは、ローパスフィルタのための折点周波数であり、xはx軸の時間変数,e−(qx)2は平均曲線を表しており、qは平均曲線のアスペクト比を表している。シンク関数が余弦成分の和であることは、理解されるものである。
ここで、Nは、インパルス応答aおよびbそれぞれに対するサンプルの数であり、kは、インパルス応答bの各サンプルの0からN−1までである。このため、サンプルの配列は、2N−1行および2N−1列を含むことになる。配列の各行のサンプル値の和は、複合音声フィルタを表し得る。一部の実施形態では、複合音声フィルタは、インパルス応答を無限数のサンプルにわたって積分することにより数学的に表され得る。
1.複合音声フィルタは、その周波数応答において比較的“滑らかな”フィルタをもたらす増大させたサンプルレートで得られ得る。
2.複合フィルタは、例えばEQについて改善されたフィルタリングをもたらし得る。
3.複合フィルタの“設計”は、大幅に増大させたサンプルレートのフィルタで構築される限り、アナログに近いものであり得る。
4.複合音声フィルタは、アナログフィルタおよび従来のデジタルフィルタに本来ある不要な共振を、大幅に低減させ得る。
5.この方法により、より滑らかで、この点でよりアナログフィルタに近い周波数応答がもたらされる。
6.複合フィルタは、サンプルレートの増大を必要とせずに、比較的高いレゾリューションで相当する音声に適用され得る。
7.フィルタリングされた音声は、フィルタリングされる信号に対して、実質的に位相コヒーレントであり得る。
i)タイムドメインで表された絶対値の正弦関数、
ii)ゼロ(0)から正の無限大のみまでの値の正弦関数、
iii)正の値のみのシンク関数(余弦成分の和)、
であるが、限定はされない。
近傍サンプル点を含む所定のサンプルレートの音声フィルタを用意するステップと、
音声フィルタのサンプルレートを所定のサンプルレートから増大させたサンプルレートまで増大させるステップであって、増大させたサンプルレートにおいて近傍サンプルフィルタ間に中間サンプル点が位置するステップと、
サンプルレートであって、その近傍サンプル点の近傍間の中間サンプル点を含む増大させたサンプルレートで別の音声フィルタを用意するステップと、
音声フィルタをほぼ表す1つ以上の波形に基づいて、各中間サンプル点に対する重み付けを計算するステップと、
各中間サンプル点で音声フィルタに重み付けを施すステップと、
他方の音声フィルタに音声フィルタを適用して複合音声フィルタを用意するステップであって、前記フィルタが、音声フィルタと他方の音声フィルタとの畳み込みによって適用され、前記畳み込みが、音声フィルタの近傍サンプル点のうち少なくとも1つが他方の音声フィルタの中間サンプル点のうち少なくとも1つと一致するように、音声フィルタを他方の音声フィルタに対応させてシフトすることを含むステップと、
複合音声フィルタを用いて音声信号をフィルタリングするステップと、
を含む。
近傍サンプル点を含む所定のサンプルレートで音声フィルタを用意させ、
音声フィルタのサンプルレートを、所定のサンプルレートから増大させたサンプルレートに増大させ、増大させたサンプルレートにおいて近傍サンプル点間に中間サンプル点が位置し、
サンプルレートであって、その近傍サンプル点の近傍間に中間サンプル点を含む増大させたサンプルレートで別の音声フィルタを用意させ、
音声フィルタをほぼ表す1つ以上の波形に基づいて、各中間サンプル点に対する重み付けを計算させ、
各中間サンプル点で音声フィルタに重み付けを施させ、
音声フィルタを他方の音声フィルタに適用して複合音声フィルタを用意させ、前記フィルタは、音声フィルタと他方の音声フィルタとの畳み込みによって適用され、前記畳み込みは、音声フィルタの近傍サンプル点のうち少なくとも1つが他方の音声フィルタの中間サンプル点のうち少なくとも1つと一致するように、音声フィルタを他方の音声フィルタに対応させてシフトすることを含み、
複合音声フィルタを用いて音声信号をフィルタリングさせるものである。
近傍サンプル点を含む所定のサンプルレートの音声フィルタと、
プロセッサと、
を含むシステムであって、
プロセッサは、
音声フィルタのサンプルレートを所定のサンプルレートから増大させたサンプルレートに増大させ、増大させたサンプルレートにおいて近傍サンプル点間に中間サンプル点が位置し、
サンプルレートであって、その近傍サンプル点の近傍間に中間サンプル点を含む増大させたサンプルレートで別の音声フィルタを用意し、
音声フィルタをほぼ表す1つ以上の波形に基づいて、各中間サンプル点に対する重み付けを計算し、
各中間サンプル点において音声フィルタに重み付けを施し、
音声フィルタを他方の音声フィルタに適用して複合音声フィルタを用意し、前記フィルタは、音声フィルタと他方の音声フィルタとの畳み込みによって適用され、前記畳み込みは、音声フィルタの近傍サンプル点のうち少なくとも1つが他方の音声フィルタの中間サンプル点のうち少なくとも1つと一致するように、音声フィルタを他方の音声フィルタに対応させてシフトすることを含み、
複合音声フィルタを用いて音声信号をフィルタリングする、
ように構成される。
近傍サンプル点を含む所定のサンプルレートの画像フィルタを用意するステップと、
画像フィルタのサンプルレートを、所定のサンプルレートから増大させたサンプルレートまで増大させるステップであって、増大させたサンプルレートにおいて近傍サンプル点間に中間サンプル点が位置するステップと、
所定のサンプルレートであって、その近傍サンプル点の近傍間に中間サンプル点を含む所定のサンプルレートで別の画像フィルタを用意するステップと、
画像フィルタをほぼ表す1つ以上の波形に基づいて、各中間サンプル点に対する重み付けを計算するステップと、
各中間サンプル点において画像フィルタに重み付けを施すステップと、
画像フィルタを他方の画像フィルタに適用して複合画像フィルタを用意するステップであって、前記画像フィルタが、画像フィルタと他方の画像フィルタとの畳み込みによって適用され、前記畳み込みが、画像フィルタの近傍サンプル点のうち少なくとも1つが他方の画像フィルタの中間サンプル点のうち少なくとも1つと一致するように、画像フィルタを他方の画像フィルタに対応させてシフトすることを含むステップと、
複合画像フィルタを用いて画像信号をフィルタリングするステップと、
を含む。
近傍サンプル点を含む所定のサンプルレートでデジタルフィルタを用意するステップと、
音声フィルタのサンプルレートを所定のサンプルレートから増大させたサンプルレートまで増大させるステップであって、増大させたサンプルレートにおいて近傍サンプル点間に中間サンプル点が位置するステップと、
所定のサンプルレートであって、その近傍サンプル点の近傍間に中間サンプル点を含む所定のサンプルレートで別のデジタルフィルタを用意するステップと、
デジタルフィルタをほぼ表す1つ以上の波形に基づいて各中間サンプル点に対する重み付けを計算するステップと、
各中間サンプル点においてデジタルフィルタに重み付けを施すステップと、
デジタルフィルタを他方のデジタルフィルタに適用して複合デジタルフィルタを用意するステップであって、前記デジタルフィルタが、デジタルフィルタと他方のデジタルフィルタとの畳み込みによって適用され、前記畳み込みが、デジタルフィルタの近傍サンプル点のうち少なくとも1つが他方のデジタルフィルタの中間サンプル点のうち少なくとも1つと一致するように、デジタルフィルタを他方のデジタルフィルタに対応させてシフトすることを含むステップと、
複合デジタルフィルタを用いてデジタル信号をフィルタリングするステップと、
を含む。
i)デジタル音声信号がサンプルレートを増大させられるか、またはオーバーサンプリングされるADC12であって、一部の実施形態では重み付けを施すADC12、
ii)デジタル信号プロセッサ14、または、例えばデジタル信号がローパスフィルタまたはバンドパスフィルタによってフィルタリングされ得るEQに関連するデジタルフィルタ、および/または、
iii)フィルタリングされた音声信号が、再生前にサンプルレートが増大させられ得るか、またはアップサンプリングされ得る、記録メモリ16のダウンストリーム、
において適用可能であることが理解されるものである。
ここで、Ipfは、ローパスフィルタのための折点周波数であり、xはx軸の時間変数,e−(qx)2は平均曲線を表しており、qは平均曲線のアスペクト比を表している。シンク関数が余弦成分の和であることは、理解されるものである。
ここで、Nは、インパルス応答aおよびbそれぞれに対するサンプルの数であり、kは、インパルス応答bの各サンプルの0からN−1までである。このため、サンプルの配列は、2N−1行および2N−1列を含むことになる。配列の各行のサンプル値の和は、複合音声フィルタを表し得る。一部の実施形態では、複合音声フィルタは、インパルス応答を無限数のサンプルにわたって積分することにより数学的に表され得る。
1.複合音声フィルタは、その周波数応答において比較的“滑らかな”フィルタをもたらす増大させたサンプルレートで得られ得る。
2.複合フィルタは、例えばEQについて改善されたフィルタリングをもたらし得る。
3.複合フィルタの“設計”は、大幅に増大させたサンプルレートのフィルタで構築される限り、アナログに近いものであり得る。
4.複合音声フィルタは、アナログフィルタおよび従来のデジタルフィルタに本来ある不要な共振を、大幅に低減させ得る。
5.この方法により、より滑らかで、この点でよりアナログフィルタに近い周波数応答がもたらされる。
6.複合フィルタは、サンプルレートの増大を必要とせずに、比較的高いレゾリューションで相当する音声に適用され得る。
7.フィルタリングされた音声は、フィルタリングされる信号に対して、実質的に位相コヒーレントであり得る。
i)タイムドメインで表された絶対値の正弦関数、
ii)ゼロ(0)から正の無限大のみまでの値の正弦関数、
iii)正の値のみのシンク関数(余弦成分の和)、
であるが、限定はされない。
Claims (25)
- 音声信号をデジタルフィルタリングする方法であって、前記方法が、
近傍サンプル点を含む所定のサンプルレートの音声フィルタを用意するステップと、
所定のサンプルレートであって、その近傍サンプル点の近傍間に介在サンプル点を含む所定のサンプルレートで別の音声フィルタを用意するステップと、
前記音声フィルタを前記他方の音声フィルタに適用して複合音声フィルタを用意するステップであって、前記フィルタが、前記他方の音声フィルタに対応させて調整されたサンプルレートで適用されるステップと、
前記複合音声フィルタを用いて前記音声信号をフィルタリングするステップと、
を含むことを特徴とする方法。 - 請求項1に記載の方法において、前記調整されたサンプルレートが、前記他方のフィルタの近傍サンプル点の数に対応する介在サンプル点の数に反比例することを特徴とする方法。
- 請求項1または2の何れか1項に記載の方法において、前記音声フィルタを前記他方の音声フィルタに適用する前記ステップが、前記音声フィルタと前記他方の音声フィルタとをそれぞれ、前記各近傍サンプル点と少なくとも前記各介在サンプル点とにおいて畳み込むことを含むことを特徴とする方法。
- 請求項3に記載の方法において、前記畳み込みが、前記他方の音声フィルタに対応させた前記調整されたサンプルレートの前記音声フィルタを、前記音声フィルタの前記近傍サンプル点のうち少なくとも1つが前記他方の音声フィルタの前記介在サンプル点のうち少なくとも1つと一致するようにシフトすることを含むことを特徴とする方法。
- 請求項1乃至4の何れか1項に記載の方法において、前記介在サンプル点がその近傍サンプル点の近傍間のほぼ中間に位置し、前記フィルタを相互に適用するために前記調整されたサンプルレートが前記所定のサンプルレートの約二分の一であることを特徴とする方法。
- 請求項1乃至5の何れか1項に記載の方法が、さらに、前記音声フィルタの前記サンプルレートを、前記所定のサンプルレートから増大させたサンプルレートまで増大させるステップを含むことを特徴とする方法。
- 請求項6に記載の方法において、前記音声フィルタの前記サンプルレートを増大させる前記ステップが、
前記所定のサンプルレートの近傍サンプル点間に前記増大させたサンプルレートの中間サンプル点を定めるステップと、
(i)近傍音声信号を前記各近傍サンプル点に指定するステップと、(ii)前記各指定された近傍信号を前記近傍サンプル点と前記中間サンプル点との間でタイムドメインでシフトするステップと、(iii)前記中間サンプル点における前記シフトされた近傍信号の値を合わせて重み付けを得るステップとを含む、前記各中間サンプル点に対する前記重み付けを計算するステップと、
前記音声信号または関連する音声信号に前記各中間サンプル点において前記重み付けを施すステップと、
を含むことを特徴とする方法。 - 請求項7に記載の方法において、前記指定された近傍サンプルが、前記近傍サンプル点と前記中間サンプル点との間のほぼ中間にタイムドメインでシフトされることを特徴とする方法。
- 請求項6に記載の方法において、前記音声フィルタの前記サンプルレートを増大させる前記ステップが、
前記所定のサンプルレートの近傍サンプル点間に前記増大させたサンプルレートの中間サンプル点を定めるステップと、
(i)前記音声信号に相当し、かつ前記中間サンプル点と一列に並ぶようにそのタイムドメインでシフトされた波形の仮想音声信号を設けるステップと、(ii)前記シフトさせた仮想音声信号をタイムドメインで拡大させるステップと、(iii)前記近傍サンプル点における前記拡大させた仮想音声信号の値を合わせて重み付けを得るステップとを含む、前記各中間サンプル点に対する重み付けを計算するステップと、
前記各中間サンプル点において前記音声信号または関連する音声信号に重み付けを施すステップと、
を含むことを特徴とする方法。 - 請求項9に記載の方法において、前記仮想音声信号がタイムドメインで約2倍に拡大されることを特徴とする方法。
- 請求項7乃至10の何れか1項に記載の方法において、前記重み付けが、所定数の前記近傍サンプル点にわたり施されることを特徴とする方法。
- 請求項1乃至11の何れか1項に記載の方法において、前記複合音声フィルタが一列のフィルタを含むことを特徴とする方法。
- 請求項1乃至12の何れか1項に記載の方法において、前記複合音声フィルタが、フィルタリングされる前記音声信号を概して表す周波数帯域幅を共に定める複数の複合音声フィルタのうちの1つであることを特徴とする方法。
- 請求項1乃至13の何れか1項に記載の方法において、前記複合音声フィルタが、ナイキスト周波数に近いローパスフィルタまたはバンドパスフィルタであることを特徴とする方法。
- 請求項1乃至14の何れか1項に記載の方法において、前記音声フィルタおよび/または前記他方の音声フィルタが、前記フィルタに送られたインパルスによって発生したインパルス応答によって表されることを特徴とする方法。
- 請求項15に記載の方法において、前記方法がさらに、平均曲線を前記インパルス応答に適用するステップを含むことを特徴とする方法。
- 請求項16に記載の方法において、前記平均曲線が、それが適用される前記インパルス応答の周波数に比例する幅に調整されることを特徴とする方法。
- 請求項15乃至17の何れか1項に記載の方法において、前記インパルス応答が、シンク関数によってタイムドメインで表されることを特徴とする方法。
- 請求項15乃至17の何れか1項に記載の方法において、前記インパルス応答が、絶対値の正弦関数によってタイムドメインで表されることを特徴とする方法。
- 各所定のサンプルレートの複数の音声フィルタを用いて音声信号をデジタルフィルタリングさせる指示を含むコンピュータまたはデバイス可読媒体であって、前記指示が、プロセッサによって実行された際に、前記プロセッサに、
前記フィルタのうちの一方を前記フィルタのうちの別のフィルタに適用して複合音声フィルタを用意させ、
前記複合音声フィルタを用いて前記音声信号をフィルタリングさせる、
ことを特徴とし、
前記フィルタのうちの一方のフィルタが、前記フィルタのうちの他方のフィルタに対応させて調整されたサンプルレートで適用されることを特徴とする、コンピュータまたはデバイス可読媒体。 - 音声信号をデジタルフィルタリングするシステムであって、前記システムが、
近傍サンプル点を含む所定のサンプルレートの音声フィルタと、
前記所定のサンプルレートであって、その近傍サンプル点の近傍間に介在サンプル点を含む前記所定のサンプルレートの別の音声フィルタと、
前記音声フィルタを前記他方の音声フィルタに適用して複合音声フィルタを用意し、前記複合音声フィルタを用いて前記音声信号をフィルタリングするプロセッサであって、前記フィルタが前記他方の音声フィルタに対応させて調整されたサンプルレートで適用されるプロセッサと、
を含むことを特徴とするシステム。 - 信号をデジタルフィルタリングする方法であって、前記方法は、
近傍サンプル点を含む所定のサンプルレートの音声フィルタを用意するステップと、
前記所定のサンプルレートであって、その近傍サンプル点の近傍間に介在サンプル点を含む前記所定のサンプルレートで別の音声フィルタを用意するステップと、
前記音声フィルタを前記他方の音声フィルタに適用して複合音声フィルタを得るステップであって、前記フィルタが前記他方の音声フィルタに対応させて調整されたサンプルレートで適用されるステップと、
前記複合音声フィルタを用いて前記音声信号をフィルタリングするステップと、
を含むことを特徴とする方法。 - 請求項22に記載の方法において、前記信号が、画像または画像からの一画素であることを特徴とする方法。
- 請求項22に記載の方法において、前記信号が、変換器または計測器の変位から得られる電子信号であることを特徴とする方法。
- 実行された際、請求項1乃至19または22乃至24の何れか1項に記載の方法を提供することを特徴とするコンピュータプログラムコード。
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